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美科学家发现与超导体特性相反的超绝缘体 可能创造出超级电路

美国Brown大学的研究人员James Valles,宣布在被冷却到接近绝对零度、具有无限大电阻的超绝缘体(superinsulators)中发现了库伯对。超绝缘体在将来可与超导体结合,创造出完全不会产生热量的一种超级电路(supercircuits)。「我们发现库柏对能在绝对零度之下除了能导电,也能完全阻绝电流。」Valles表示。  

Brown大学的研究人员是在使用铋(bismuth)制造一种只有四个原子厚的薄膜时,发现了超绝缘体;铋是一种常用的超导体材料。研究人员并使用该种薄膜制作了一个模板,在模板上打出多个50奈米大小的孔洞,以设置将铋从超导体变成超绝缘体的条件。  

超导金属(superconducting metals)的工作原理,是将电子绑成库柏对(Cooper pair),其运动能够耦合为长串的电子。这些电子与导体的晶格振动(lattice vibration)会在冷却到接近绝对零度时同步,因此避免与形成电阻的金属原子发生碰撞。  

现在研究人员正试图开发出一种相对于超导体理论、又能说明超绝缘体工作原理的理论;而到目前为止,他们的理论认为,当库柏对做为超绝缘体时会被  

锁在一起,而不是连接成串。研究人员表示,在铋模板上的小孔,能让被锁住的的库柏对旋转成一个个小漩涡时被侦测到。  

接下来,Brown大学的研究人员希望能为超导线制做隔热的超绝缘体;而如果超绝缘体对导线的效果很好,在来就是把两者结合在一起形成超导电路。研究人员表示,目前市面上的约瑟芬组件(Josephson junctions),是用一个绝缘体将两个超导金属分开,而未来采用具备无限电阻特性之材料(即超绝缘体)的量子效应,可望制造出新型组件。  

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